Твердотельные накопители не зависят от размера магнитных дисков и поэтому намного меньше и легче жестких дисков. В будущем твердотельные накопители могут стать еще меньше. Этот небольшой размер подходит как для ноутбуков, так и для настольных компьютеров, поскольку он освобождает место в корпусе и улучшает вентиляцию.
Как выбрать жесткий диск, чтобы точно подошел
Чтобы ничего не потерять, я храню свои файлы на разных жестких дисках.
Один из них необходим для загрузки Windows за несколько секунд. Второй немного медленнее, но больше и подходит для фильмов и музыкальных файлов. Третий — только для работы. Третий диск предназначен только для работы, а два внешних диска — для хранения вещей, которые не помещаются на остальных.
Такое разделение удобно: в случае сбоя операционной системы мне не нужно восстанавливать рабочие файлы, поскольку они хранятся на другом физическом жестком диске.
Что мы называем жестким диском
Жесткий диск» — это устройство, на котором мы храним файлы и программы. Раньше существовал только один тип устройств — жесткий диск. Затем появились твердотельные диски — SSD, но многие по привычке называют их жесткими дисками. В этой статье я проанализирую все основные типы устройств хранения данных.
Я расскажу вам, как выбрать жесткий диск, не получая советов от продавца и ничего не перепутав.
HDD или SSD
Это два разных типа устройств хранения данных. Вот в чем разница между ними.
HDD (жесткий диск). Принцип основан на магнитной записи. Внутри корпуса находятся диски из специальной смеси металла и стекла с покрытием сверху. Информация записывается в верхнем слое, по сути, так же, как и на виниловых пластинках. Технология энергонезависима: информация остается на носителе данных, даже когда он не подключен к источнику питания.
У жестких дисков есть один существенный недостаток: они хрупкие. Легкий удар приведет к смещению жестких дисков и повреждению покрытия, что приведет к потере данных. По этой причине жесткие диски либо используются в системном блоке или ноутбуке, либо помещаются в специальный футляр и с ними обращаются очень бережно. Однако существует небольшой шанс восстановить данные даже с частично поврежденного диска.
SSD (твердотельный накопитель). Твердотельный накопитель состоит из контроллера и набора микросхем, на которых хранятся данные.
Меньшим данным в микросхемах присваивается значение «1» или «0». Затем процессор считывает эти значения и преобразует их в привычные нам файлы: Документы, фотографии, видео. SSD можно сравнить с современным флеш-накопителем.
Недостатком SDD обычно является цена и емкость: SDD объемом более 2 ТБ трудно найти в продаже. И их цена обычно выше, чем у жестких дисков.
SSHD (твердотельный гибридный диск). Устройство, хранящее данные как на жестком диске, так и во флэш-памяти.
Эти устройства предлагают специальную архитектуру для повышения производительности вычислений за счет хранения информации, необходимой для загрузки операционной системы, в SSD-части жесткого диска. При следующем включении компьютера система работает быстрее, поскольку данные находятся на более быстрой части жесткого диска.
Эти устройства работают быстрее в течение короткого времени, но по сути это те же жесткие диски со всеми их недостатками.
Например: 💾 1 ТБ HDD — Seagate за P4036 💾 500 ГБ SSD — Samsung за P5299 💾 2 ТБ SSHD Hybrid HDD — Seagate за P10 490.
Дешевый и вместительный жесткий диск или быстрый и надежный SSD? Для каждого пользователя компьютера при покупке нового жесткого диска на выбор предлагается два типа жестких дисков. В этой статье мы будем говорить в основном о внутренних дисках, но почти вся информация применима и к внешним дискам.
Твердотельные SSD-накопители: как работают и какие бывают
Твердотельные накопители — это немеханические устройства хранения данных, которые во много раз быстрее обычных жестких дисков. Для хранения данных в них используется высокоскоростная флэш-память, управление и доступ к которой осуществляется контроллером. Данные хранятся в памяти NAND, которая состоит из ячеек транзисторов с плавающим затвором. Конструкция с плавающим затвором гарантирует, что память остается полностью заряженной, когда устройство отключено от сети. Это гарантирует, что данные не будут потеряны при выключении компьютера.
Здесь мы подходим к первому важному моменту — типам памяти. Если вы просматриваете каталоги магазинов электроники в поисках подходящего SSD-накопителя, вы могли видеть устройства с четырьмя типами памяти:
- SLC. Это диски с одноуровневыми ячейками, то есть в каждый блок записывается либо 0, либо 1. Говоря языком мемов, это самая быстрая рука на Диком Западе. Жесткие диски SLC передают информацию быстрее своих аналогов, но имеют во много раз меньшую емкость. Они также очень долговечны и надежны — каждая ячейка рассчитана на 100 000 циклов перезаписи. Именно поэтому они так дороги, особенно если рассматривать модели с усовершенствованным контроллером. Они не очень широко используются в потребительском сегменте, поэтому вам стоит обратить внимание на другие три варианта.
- МЛК. Эти ячейки памяти имеют четыре ступени (два заряда на ячейку), что делает их вторыми по скорости и надежности. Твердотельные накопители MLC допускают до 10 000 циклов записи, что все еще слишком много для большинства потребителей. Такие накопители в основном используются в высокоскоростных моделях, таких как серия Samsung 860 Pro, которая предназначена для корпоративного сегмента и IT-компаний. Однако если скорость чтения/записи и надежность являются вашими приоритетами, лучшим выбором будут диски MLC. Они дороги, но долговечны и надежны, их срок службы до выхода из строя составляет около 2 миллионов часов работы.
- ТЛК. Логическое развитие MLC с 8-уровневыми (3-битными) ячейками, достигаемое за счет мелкозернистого управления зарядом ячеек с повышенной чувствительностью к считыванию. В 2020 году это самый распространенный тип хранения данных как для внутренних, так и для внешних твердотельных накопителей. Это компромисс между скоростью и надежностью по сбалансированной цене. Он должен быть у вас для ежедневного использования и игр. Но учтите: TLC-память значительно медленнее MLC-памяти по скорости и выносливости и имеет срок службы всего 3-5 тысяч циклов записи.
- QLC. Самая дешевая память, которая может хранить 4 бита данных на ячейку. С точки зрения скорости и выносливости это худший выбор, особенно при записи/чтении большого количества маленьких файлов. Однако один гигабайт памяти QLC стоит очень дешево и достаточен для повседневных задач. Если вы проведете исследование, то сможете найти модель емкостью около 800-1000 ГБ по цене около 100 долларов. Это не относится к дискам MLC или TLC, для которых за ту же цену можно найти максимум 400-500 ГБ.
Вкратце, все очень просто. Для ПК и ноутбуков высокого класса выбирайте MLC. Дорогой, быстрый, прочный. Для профессиональной работы и игр он не разочарует. TLC — это то же самое, но немного дешевле и менее долговечно. Хороший выбор для компьютера среднего класса. Если вы не регистрируете большие объемы данных регулярно, вы не заметите особой разницы. Честно говоря, лучше вообще не использовать QLC. Если только вы не хотите внести небольшие изменения в старый ноутбук или ПК — в этом случае нет причин покупать что-то дорогое и высококлассное.
Это может вас заинтересовать
Как работают HDD диски
Жесткие диски также относятся к классу носителей информации, но у них совершенно иной принцип работы, напоминающий старые магнитофоны. Имеется поверхность диска и считывающая головка, соединенная с основной конструкцией вращающимся валом. Магнитные головки перемещаются по дискам и записывают и считывают информацию. Это грубое упрощение, но его достаточно, чтобы дать нам общее представление о принципах работы жесткого диска.
Как мы видим, различия между жесткими дисками и твердотельными накопителями существенны. Принцип действия первых основан на механических явлениях, в то время как вторые относятся к категории немеханических носителей информации. В них просто нет движущихся частей.
Это может вас заинтересовать
Сравнение SSD и HDD: что лучше
Твердотельные накопители превосходят обычные жесткие диски по всем параметрам:
- Скорость в 10-15 раз выше,
- Шум при работе полностью отсутствует,
- Они легче, потому что состоят только из микрочипов,
- Они потребляют меньше энергии — до 2 Вт, в то время как жесткий диск может потреблять до 7 Вт,
- Их не нужно регулярно перестраивать, а оптимизировать SSD можно за доли секунды.
Однако все это не означает, что старомодные жесткие диски излишни. На практике их имеет смысл использовать для хранения больших объемов данных, с которыми вы редко работаете: Фотографии, семейное видео, старые файлы, документы по работе и многое другое. В этом случае нет причин платить больше. Просто посмотрите, сколько стоит жесткий диск емкостью 2 ТБ, и сравните его с SSD емкостью 2 ТБ аналогичной емкости. Разница огромна.
Кроме того, жесткие диски менее чувствительны к электростатическому разряду и перепадам напряжения, что может стать решающим фактором для многих людей в отдаленных районах, где с электричеством могут быть проблемы.
Это может вас заинтересовать
Что такое гибридные накопители
Особого внимания заслуживают так называемые гибридные SSHD-накопители, которые сочетают в себе оба типа дисков. Они идеально подходят для использования в ноутбуках, где для установки накопителя доступен только один слот. Внутри SSHD вращающиеся пластины и память NAND устанавливаются и управляются центральным контроллером. Микропрограмма автоматически определяет, какую информацию лучше хранить во флэш-памяти, а какую на магнитном носителе.
За это универсальное решение приходится платить:
- Скорость начальной загрузки гибридного диска практически не отличается от скорости загрузки обычного жесткого диска,
- Пользователь не может сам решать, какая информация должна быть помещена в быструю и медленную память — это зависит от микропрограммы.
Практика показывает, что гораздо лучше выбрать либо полноценный SSD, либо старый добрый HDD, поскольку гибриды не так гибки и ограничивают возможности пользователя по управлению данными.
Новейшая технология на рынке — SSD NVMe. Это SSD в необычной форме: в виде модуля, который вставляется в разъем M.2 на материнской плате. Эти твердотельные накопители даже быстрее обычных SSD, но в большинстве случаев разница не заметна.
Что из себя представляет твердотельный накопитель (SSD)
Твердотельные накопители быстрее жестких дисков (SSD), поскольку в них нет движущихся частей. Это означает, что ваш компьютер не замедляется из-за физического вращения и считывания данных. В нем нет движущихся пластин, поэтому доступ к файлам осуществляется гораздо быстрее, чем в традиционных дисках, и он более надежен с механической точки зрения.
При использовании твердотельных накопителей вы сразу заметите увеличение скорости и отзывчивости, особенно при загрузке системы или запуске программ (в зависимости от того, как часто вы их используете). Разница заметна, даже если вы используете старое оборудование, которое не использует порты SATA III (6 Гбит/с) для подключения к материнской плате. Время запуска систем, программ, игр и веб-сайтов может увеличиться в разы!
Твердотельные накопители также дороже жестких дисков (хотя в последние годы цены на них значительно снизились), но в целом они хранят меньше данных. Однако если скорость для вас важнее, чем объем памяти, вам стоит выбрать одно из этих устройств.
Разница между HDD и SSD
Между ними есть несколько важных различий. Самая большая разница заключается в скорости, и в этой категории SSD выходят на первое место. Они также дороже жестких дисков, но гораздо надежнее в долгосрочной перспективе, поскольку в них нет движущихся частей. Твердотельные накопители также менее восприимчивы к вибрации и нагреву, что важно для ноутбуков.
Способ хранения данных на каждом типе дисков также имеет большое значение. Жесткий диск хранит данные на вращающихся пластинах, а твердотельный накопитель хранит данные в виде микросхемы на печатной плате.
Это означает, что хотя жесткие диски могут хранить больше данных (до 10 терабайт), их производительность во многом зависит от того, насколько быстро вы сможете получить доступ к определенным файлам или папкам на этих вращающихся дисках в корпусе вашего компьютера, а это требует времени!
Найти HDD или SSD диск в Абакане сегодня несложно. Рынок предлагает различные варианты, которые подходят для той или иной цели.
Что лучше: HDD или SSD?
Поскольку в SSD нет движущихся частей, он гораздо надежнее жесткого диска, несмотря на меньшее время перезаписи, которое переоценивается для среднего пользователя домашнего ПК. Если вы случайно уроните свой ноутбук, жесткий диск внутри него, скорее всего, будет поврежден в результате удара.
Кроме того, SSD потребляет меньше энергии, чем HDD, а значит, выделяет меньше тепла, меньше шумит и увеличивает срок службы батареи. Объективно, и жесткие диски, и SDD подвержены сбоям, хотя твердотельные накопители служат в среднем дольше, чем HDD, которые могут выйти из строя уже через несколько лет использования.
Некоторые производители указывают нормы передачи, но в каждом случае это относительные, относительные показатели. На скорость чтения и записи влияют десятки параметров, от внутренних, таких как скорость вращения диска и его конструктивные особенности, до внешних, таких как интерфейсы подключения, другие устройства, материнская плата и многое другое.
Гибридные накопители (SSHD) и системы с двумя накопителями
Некоторые производители добавляют дополнительную флэш-память к вращающемуся жесткому диску, чтобы создать «гибридный» диск. Это позволяет сочетать большую емкость жесткого диска с производительностью твердотельного накопителя при меньшей стоимости традиционного жесткого диска.
Флэш-память действует как кэш для часто используемых файлов, позволяя операционной системе и важным приложениям работать быстрее и превосходя стандартный жесткий диск примерно в два раза.
Однако по мере снижения цен на SSD гибридные накопители также теряют популярность — ведь они по-прежнему дороже и сложнее обычных жестких дисков. Гибридные устройства по-прежнему являются хорошим вариантом для тех, кто много путешествует и нуждается в быстрой и емкой памяти, но не хочет переплачивать за ноутбук с вместительным SSD.
Для многих пользователей двухдисковая система является лучшим решением. SSD используется в качестве основного диска для быстрой загрузки операционной системы и важных приложений, а HDD служит местом хранения больших медиафайлов.
Пользователь должен найти баланс: Он не должен платить слишком много за потерянное место для хранения, но и не должен каждый раз пересчитывать оставшиеся свободные гигабайты. Операционной системе и наиболее важным приложениям, скорее всего, не потребуется много места, поэтому 256 ГБ — это минимальный размер основного жесткого диска. Но при ограниченном бюджете 128 ГБ должно быть достаточно.
У тандемных систем SSD-HDD есть еще одна проблема: два физических жестких диска требуют больше места в корпусе. Это означает, что данное решение подходит только для настольных компьютеров или некоторых ноутбуков с очень большими корпусами — обычно игровых ноутбуков.
Подытожим
Жесткие диски выигрывают по двум наиболее важным пунктам: Цена и мощность, но отставание по другим важным параметрам. Преимущество в долговечности минимально и не имеет большого значения.
Стоит выбирать твердотельные накопители, если основными задачами являются скорость, надежность, экономичность и низкий уровень шума. Помимо высокой цены, твердотельные накопители являются явным победителем. Но что лучше выбрать для конкретного применения?
Жесткие диски в порядке:
- Пользователи, имеющие большую коллекцию мультимедиа или загружающие много информации из Интернета. Недорогие жесткие диски емкостью 2 ТБ и более легко доступны на рынке.
- Для людей с ограниченным бюджетом жесткие диски предлагают наилучшее соотношение цены и качества с точки зрения объема памяти. Твердотельные накопители слишком дороги для установки в простые ноутбуки или базовые конфигурации настольных компьютеров.
- Специалистам, работающим с профессиональными приложениями для редактирования графики или видео, лучше использовать комбинацию жестких дисков большой емкости. Жесткие диски быстро заполняются в процессе работы, и не все могут увеличить объем памяти, купив новый твердотельный накопитель. Поэтому жесткий диск, скорее всего, не будет лишним.
- Для систем видеонаблюдения, серверов или резервного копирования важна не только емкость, но и возможность восстановления удаленных данных, длительный срок службы и бесконечное число циклов перезаписи, которые обеспечивают жесткие диски. Однако следует помнить, что перенос данных на другой компьютер или устройство займет очень много времени.
Выбирайте твердотельные накопители:
- Путешественники и люди, которые постоянно находятся в движении по учебе или работе. Эти люди обычно носят свои ноутбуки в сумках, и для них важна дополнительная безопасность.
- Пользователи, которым требуется максимальная производительность: Чтобы обеспечить быстрый запуск операционной системы и приложений, им следует инвестировать в твердотельный накопитель.
- Геймеры также выигрывают от использования SSD: страницы в играх загружаются гораздо быстрее.
- Дизайнеры и графические художники — хотя эта группа пользователей уже упоминалась в разделе о жестких дисках. Но и здесь скорость твердотельного накопителя имеет значение и экономит много рабочего времени.
- Звукорежиссерам и музыкантам-любителям, записывающим и редактирующим музыку, не нужен отвлекающий шум работающего жесткого диска. Тихий твердотельный накопитель — очевидный выбор.
- Если место ограничено, хорошим выбором будет дешевый SSD-накопитель малой емкости. Даже при ограниченном бюджете такой накопитель намного эффективнее и мощнее жесткого диска, что важно при покупке дешевых ноутбуков или настольных ПК.
Лучшим вариантом для большинства пользователей, как уже упоминалось ранее, является сочетание, при котором на SSD малой емкости загружается операционная система и важные приложения, а HDD используется для хранения второстепенной информации, например, медиафайлов. Это сбалансированное и гибкое решение с разумным сочетанием цены, скорости и емкости.
Этот момент является важным преимуществом твердотельных накопителей. Разница между ними и жесткими дисками огромна. Компьютеры с твердотельными накопителями гораздо быстрее загружают операционную систему, почти мгновенно запускают приложения и переносят файлы с одного локального жесткого диска на другой.
Преимущества HDD
- Цена и емкость: жесткие диски намного дешевле твердотельных накопителей сопоставимой емкости,
- Стоимость хранения данных значительно ниже и дешевле традиционных систем хранения,
- Дешевле и дешевле обычных жестких дисков,
- Срок службы не зависит от количества операций чтения и записи,
- Меньше риска потери данных из-за внезапного отключения электроэнергии.
- Большая долговечность благодаря отсутствию механизмов — твердотельные накопители могут пережить падение со стола или вибрацию.
- Бесшумная работа — твердотельные накопители не имеют движущихся частей и поэтому работают бесшумно,
- Низкое тепловыделение — даже при высокой нагрузке,
- Высокая скорость — в 2-3 раза быстрее, чем у жесткого диска.
Ниже приведены некоторые варианты для различных сценариев использования. Однако предлагаемые нами варианты подходят не всем, поэтому при покупке следует учитывать собственные требования к производительности и хранению.
Что выбрать для офисного или домашнего ПК?
Выбирайте накопитель для задач, которые не требуют больших усилий: Работа с документами, просмотр фильмов, прослушивание музыки, веб-серфинг и так далее.
Если вам не нужно много места для хранения, вы можете приобрести, например, небольшой SSD-накопитель, Western Digital Blue WDS250G2B0A. Тип хранения данных 250 ГБ TLC. Скорость чтения/записи составляет 500/320 Мб/с.
Если 120 гигабайт недостаточно, можно приобрести жесткий диск объемом 1 терабайт с 64 мегабайтами кэш-памяти: Toshiba P300, Western Digital Blue ή Western Digital Black. Это позволяет интенсивно использовать жесткий диск и зарезервировать SSD для системы и наиболее важных программ.
Что выбрать для универсального мультимедийного ПК?
Модернизированная версия стандартного рабочего или домашнего компьютера с более емким твердотельным накопителем и большим объемом памяти.
Вы можете использовать SSD малой емкости для производительности системы и большой жесткий диск для игр, фильмов и фотографий: например Western Digital Black 2 терабайта ή Toshiba P300 3 терабайта. В качестве твердотельных накопителей можно также использовать следующее Western Digital Blue WDS250G2B0A. 250 ГБ.
Вместо обычного SSD можно установить NvME SSD. Samsung 970 EVO Plus M.2. Емкость 2 терабайта с типом хранения TLC. Эти твердотельные накопители выпускаются в формате M.2 2280 с интерфейсом разъема PCIe NVMe 3.0 x4 PCIe NVMe. Скорость чтения/записи составляет 3500/3300 Мб/с.
Чем отличаются данные устройства
Требования к компьютеру и его оборудованию индивидуальны, обычно выбор напрямую зависит от поставленной задачи. Чтобы прояснить разницу между HDD и SSD, необходимо определить, для чего используется устройство — для операционной системы или для хранения данных. В то же время условия эксплуатации настольного или портативного компьютера также важны.
Основное различие между HDD и SSD заключается в конструкции накопителя и принципе работы, которые определяют наиболее важные параметры устройств.
Магнитный жесткий диск или HDD (Hard Disk Drive), также известный как жесткий диск, является классическим представителем дисковой подсистемы.
Это механическое устройство, состоящее из нескольких жестких пластин с ферромагнитным покрытием, электрического блока и магнитной головки чтения/записи, которая во время работы перемещается по поверхности вращающихся блоков.
Твердотельные накопители, или SSD, не имеют движущихся механических частей и изготовлены с использованием памяти NAND, поэтому накопитель, по сути, представляет собой набор микросхем. Такая реализация обеспечивает высокую скорость записи и чтения, во много раз превышающую скорость жесткого диска, а также низкое энергопотребление, бесшумную работу и компактную и легкую конструкцию твердотельных накопителей.
Производительность и долговечность твердотельных накопителей зависит от типа памяти NAND и используемого микропрограммного обеспечения. Именно эти характеристики следует учитывать при выборе, они повлияют на цену диска.
Типы NAND (SLC, MLC, TLC и QLC) отличаются в основном количеством битов, хранящихся в ячейке памяти. Львиная доля современных накопителей использует TLC 3D NAND, этот тип уступает MLC, при этом трехуровневая память дешевле, поэтому новые модели на базе MLC доступны только для верхнего сегмента потребителей, как правило, это высокоскоростные модели, а за большое количество таких SSD приходится платить значительно больше. Чипы QLC еще не очень популярны, но уже продаются и предлагают много гигабайт за небольшие деньги, но лучшими во всех отношениях остаются SLC. Этот тип хранения данных гораздо дороже и поэтому доступен для промышленных и серверных приложений.
Плюсы и минусы SSD и HDD
Основным преимуществом SSD является скорость обработки данных, и пользователи готовы платить за это больше, но не все так радужно, у SSD есть и недостатки. Чтобы сделать выбор в пользу одного из них, важно знать преимущества и недостатки SSD и HDD. Стоит отметить, что положительные черты SSD являются недостатками HDD и наоборот.
Преимущества и недостатки SSD
Есть несколько причин выбрать твердотельный накопитель:
- Высокая скорость,
- высокая скорость; высокая устойчивость к механическим ударам,
- низкое энергопотребление,
- низкая температура нагрева,
- бесшумная работа,
- компактный и легкий,
- устойчивость к магнитным полям.
- высокие затраты,
- ограниченный срок службы,
- риск потери данных в случае внезапного отключения питания.
Преимущества и недостатки HDD
Положительными характеристиками жесткого диска являются
- оптимальное соотношение стоимости и количества
- неограниченное количество циклов записи; — неограниченное количество циклов записи,
- долговечность,
- стабильность в случае внезапного отключения электроэнергии,
- возможность восстановления в случае отказа контроллера, даже в случае перегрузки.
- Чувствителен к механическим ударам,
- шумная работа,
- Высокое энергопотребление по сравнению с твердотельными накопителями,
- вес и размер.
Сравнительные характеристики HDD и SSD
Быстрые твердотельные накопители хорошо подходят для установки системы и запуска требовательного программного обеспечения. Однако, чтобы продлить срок службы SSD, лучше сократить доступ операционной системы к диску. Если вам регулярно требуется место для хранения данных, рекомендуется приобрести жесткий диск для надежного хранения данных. Чтобы сравнить жесткие диски и SSD, следует обратить внимание на основные параметры, которые важны для выбора.
Скорость накопителей SSD и HDD
По этому критерию лучше всего работают твердотельные накопители. Система на SSD загружается и работает гораздо быстрее, чем установленная на жестком диске. То же самое относится и к любому другому программному обеспечению; SSD-накопитель мгновенно реагирует на изменения. Это связано с принципиально иной конструкцией привода.
Средняя и максимальная ёмкость SSD и HDD
Если вам нужен накопитель большой емкости, лучшим решением будет жесткий диск со средней емкостью 1 ТБ. Жесткие диски корпоративного класса с чрезвычайно высокой емкостью 20 ТБ уже доступны. Хотя сейчас доступны твердотельные накопители емкостью 4 или даже 8 ТБ, вы должны рассчитывать на высокую цену за необходимое вам хранилище. Типичный размер SSD составляет 265 ГБ, что является достаточным пространством для установки вашей системы и важных программ.
Фрагментация
Во время работы твердотельный накопитель необходимо регулярно восстанавливать. Это происходит потому, что диск работает медленнее после нескольких операций записи, копирования и удаления, поскольку считывающая головка сканирует всю поверхность диска в поисках фрагментов, что занимает время при просмотре файла.
Это явление называется фрагментацией, и для ускорения работы диска эти фрагменты объединяются с помощью процесса хэширования.
Запись на твердотельный накопитель производится в любой сектор памяти, и его можно сразу же прочитать, поэтому SSD не нужно перестраивать.
Надёжность и срок службы
Что надежнее, SSD или HDD, сказать сложно. Продолжительность жизни зависит от многих факторов. Жесткий диск, имеющий неограниченное количество циклов записи, прослужит в среднем 7 лет и более. Однако жесткие диски хрупки и могут выдерживать небольшие механические повреждения, даже незначительные вибрации могут вызвать повреждение секторов, но это не означает, что жесткий диск выйдет из строя.
Твердотельный накопитель в этом отношении проще, поскольку хранящиеся на нем данные не повреждаются при вибрации или падении, поэтому твердотельные накопители предпочитают использовать в ноутбуках. С другой стороны, у SSD есть еще один существенный недостаток — ограниченный срок службы. Если вы регулярно переписываете данные, это неизбежно приведет к исчерпанию носителя. Производители дают гарантийный срок, но он может рано или поздно истечь, поскольку в конце срока службы накопитель теряет емкость и больше не принимает данные. Еще один момент — SSD нечувствительны к скачкам напряжения. Если контроллер жесткого диска выйдет из строя и данные можно будет восстановить, твердотельный накопитель сгорит вместе со всеми данными.
Форм-фактор
Существуют различные размеры дисков в зависимости от типа устройства. Например, для ПК подходят 3,5- и 2,5-дюймовые диски, а для портативных устройств требуется диск меньшего размера.
Чтобы подключить внутренний накопитель, необходимо выключить компьютер или ноутбук, снять крышку, найти необходимые разъемы для передачи данных и питания и подключить устройство.
Жесткий диск (HDD)
Принцип работы
Жесткий диск (HDD) — это устройство хранения данных с произвольным доступом, основанное на принципе магнитной записи. Конструктивно жесткий диск состоит из алюминиевой пластины (иногда также из стекла или керамики) и вращающейся считывающей головки.
Тонкий слой ферромагнитного материала толщиной в несколько микрометров наносится на плитку и делит ее на несколько дорожек, групп и секторов. При подаче тока с определенной скоростью начинает вращаться шпиндель, к которому крепится рабочая поверхность (сама плитка или диск). Головка перемещается с помощью электропривода и непрерывно считывает различные данные.
Если посмотреть на то, как это работает, немного внимательнее, то процесс записи данных на диск можно описать следующим образом:
При подаче переменного тока шпиндель диска вращается и демонстрирует вектор секторной намагниченности (т.е. расположение секторов, дорожек и кластеров на диске в определенном порядке). Затем на шпиндель головки также подается ток, который создает переменное магнитное поле, воздействующее на ферромагнитный материал и изменяющее его структуру. Примерно так происходит запись новых данных на жесткий диск.
Кстати, количество пластин на жестком диске определяет емкость этого пространства для хранения данных. Чем больше пластин, тем больше емкость накопителя. Поэтому считывающих головок должно быть больше (две для диска, так как его можно читать с обеих сторон).
Характеристики жестких дисков
С технической точки зрения каждый жесткий диск можно классифицировать по различным критериям:
- Емкость для хранения. Жесткие диски емкостью 512 ГБ или 1 ТБ наиболее распространены в домашнем использовании. Чем больше объем памяти на жестком диске, тем, разумеется, выше цена.
- Фактор формата. Проще говоря, это размер жесткого диска. Наиболее распространенными являются жесткие диски LFF и SFF, размер которых составляет 3,5″ и 2,5″ соответственно. Первый используется в настольных компьютерах, второй — в ноутбуках.
- ОНИ ИСПОЛЬЗУЮТСЯ В НОУТБУКАХ. Этот параметр указывает, с какой скоростью шпиндель вращает жесткие диски. Проще говоря, это показатель скорости, поскольку он напрямую влияет на объем данных, которые жесткий диск может записывать/читать. Опять же, жесткие диски со скоростью вращения шпинделя 5400 или 7200 об/мин более распространены на «домашнем» рынке. Серверные решения предлагают 10000 об/мин и более.
- Емкость буфера. В каждой операционной системе есть файлы, которые она использует чаще всего. Логично, что получить к ним доступ быстрее, чем искать где-то в глубинах жесткого диска потерянный маленький документ. Жесткий диск имеет отдельный блок кэша для часто используемых файлов, что ускоряет работу системы. Типичные размеры кэша составляют 32, 64, 128 МБ и более.
- Уровень шума. Понятно, что любое устройство, содержащее движущиеся компоненты (в случае жесткого диска это как минимум считывающие головки и пластины), шумит. Это не менее важный момент при выборе жесткого диска, поскольку некоторые диски такого типа могут быть чрезмерно раздражающими в использовании.
Твердотельный накопитель (SSD)
Принцип работы
Твердотельный накопитель (SSD) — это устройство хранения данных, в котором используется энергонезависимая флэш-память NAND. В отличие от жестких дисков, твердотельные накопители не содержат движущихся механических компонентов. Структурно SSD состоит из четырех компонентов: чипов NAND (флэш-память), DRAM (кэш-память), контроллера и печатной платы. Давайте рассмотрим их по отдельности.
- Чипы NAND — основной компонент для хранения данных.
- DRAM — это аналог быстрой скрытой памяти на жестком диске.
- Контроллер — посредник между устройством памяти и остальной частью компьютера.
- Печатная плата (PCB) — используется для соединения всех модулей.
Можно предположить, что на жестком диске считывающая головка должна «пробежаться» по диску, чтобы найти информацию, в то время как на SSD все данные доступны практически сразу. На самом деле, есть одна загвоздка — пропускная способность интерфейса. Проще говоря, сам SSD может быть в сотни раз быстрее жесткого диска, но «сокет», через который он подключается, имеет ограничение на скорость передачи данных.
В настоящее время используются два интерфейса: SATA и NVMe. Максимальная пропускная способность первого составляет 600 МБ/с, поэтому SSD не может полностью реализовать свой потенциал, поскольку он ограничен максимальным пределом. В отличие от этого, стандарт NVMe SSD, который был представлен в 2011 году в своей первой функциональной версии, смог преодолеть это ограничение.
Поэтому если взять два SSD с интерфейсом SATA и NVM Express, то второй будет намного быстрее. Например, производительность твердотельного накопителя M.2 SATA не превышает 600 МБ/с (3 Гбит/с для SATA II и 6 Гбит/с для SATA III), в то время как накопитель M.2 NVMe (PCIe) уже достигает почти 4 000 МБ/с, предлагая почти в шесть раз большую производительность.
Типы флэш-памяти
Чипы NAND состоят из транзисторов, которые активируются при подаче на них напряжения. В зависимости от уровня заряда, они «запоминают» различные состояния. Например, к транзистору прикладывается напряжение X, что соответствует состоянию «0». При определенном напряжении Y, которое отличается от X, значение определенной ячейки памяти уже будет равно «1». В зависимости от количества состояний, которые может хранить ячейка, существуют различные типы памяти NAND:
- SLC (Single-Level Cell) — ячейка памяти, хранящая информацию с емкостью всего 1 бит. Это самый быстрый и самый шумный тип микросхем NAND, поскольку вероятность ошибки между состояниями минимальна, так как их всего два: «0» и «1» в соответствующих напряжениях. Кроме того, SLC имеет самые длительные циклы перезаписи, меньшее энергопотребление, но более высокую стоимость.
- MLC (Multi-Level Cell) — ячейка памяти, которая может хранить 2 бита информации. Эта ячейка уже распознает 4 логических состояния (2 бита вместо 1) через транзисторы: ’00’, ’01’, ’10’ и ’11’. Более низкая мощность и короткий срок службы.
- TLC (Triple-Level Cell) — тип NAND, в котором память ячейки ограничена 3 битами. Как вы можете легко догадаться, существует 2 3 штата. Более высокий риск ошибки при считывании данных (поскольку необходимо различать гораздо больше значений напряжения), более низкая производительность, меньший срок службы, но более высокая емкость и более низкая цена.
- QLC (Quad-Level Cell) — ячейка памяти, которая может хранить 4 бита информации (от «0000» до «1111», т.е. 16 состояний). SSD с этим типом чипа NAND являются самыми дешевыми (при стоимости хранения 1 ГБ), но еще менее эффективными и долговечными.
Итог: что выбрать?
Что мы получаем в итоге? Жесткие диски — это во многом самые надежные и «популярные» устройства хранения данных. Они дешевле твердотельных накопителей, вмещают больше информации и обеспечивают длительное время перезаписи. Срок службы этих устройств хранения данных может достигать 10 лет. Они также более удобны в использовании. Например, практически любой файл, случайно удаленный с жесткого диска, можно восстановить за несколько простых шагов. Однако некоторые считают это недостатком.
С другой стороны, твердотельные накопители, которые работают в 30 раз быстрее, стоят гораздо дороже. С другой стороны, твердотельные накопители не страдают от монотонного дребезжащего шума во время работы и потребляют меньше энергии.
